PRUEBA Y CERTIFICANDO LA SEGURIDAD DE LA FIBC DE PROTECCIÓN STATIC por el Dr. Paul Holdstock, Texene LLC.

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El siguiente artículo fue escrito antes de la publicación de la segunda y tercera edición de IEC 61340-4-4 en enero de 2012 y 2018. La descripción de los procedimientos de prueba y certificación para el tipo D FIBC contenido en el artículo sigue siendo válida porque la segunda edición de la norma no cambió estos requisitos.

Los principales cambios en IEC 61340-4-4 Ed. 2.0 con respecto a la primera edición son:

  1. Adopción de un sistema de clasificación de tipos para FIBC basado en cuatro tipos: A, B, C y D.
  2. Se añade orientación para un uso seguro de FIBC en relación con áreas peligrosas y zonas peligrosas definidas en IEC 60079-10-1 e IEC 60079-10-2 (similar a las directrices dadas en CLC/TR 50404).
  3. La resistencia al límite de puntos groudable para el tipo C FIBC se reduce de 108 ohmios a 107 ohmios.
  4. La resistencia a los puntos de tierra y las mediciones de tensión de avería eléctrica en FIBC se medirán únicamente con baja humedad.
  5. Los requisitos para el etiquetado FIBC se modifican para mejorar la claridad y la facilidad de reconocimiento por parte de los usuarios finales.
    • Solo se puede utilizar la clasificación oficial, es decir, tipo A, tipo B, tipo C o tipo D, en etiquetas FIBC.
    • No se permite el etiquetado como D+, Dplus, CD, etc.
  6. Se añaden la clasificación, los requisitos de rendimiento y la orientación para un uso seguro de los revestimientos interiores en combinación con FIBC.
  7. Se añade un anexo informativo que proporciona orientación sobre los métodos de ensayo para el control de calidad y las pruebas de inspección.

Los principales cambios en IEC 61340-4-4 Ed. 3.0 con respecto a la primera y segunda edición son:

  1. A la luz de las nuevas pruebas experimentales, la resistencia al límite de tierra para el tipo C FIBC vuelve a 108 ohmios, como en la primera edición.
  2. La clasificación de los revestimientos interiores De tipo L1 se ha revisado y ampliado para incluir revestimientos interiores de tipo L1C hechos de materiales multicapa con una capa interna conductora.
  3. El etiquetado de las bolsas a granel de tipo B, tipo C y tipo D debe incluir una referencia a la norma IEC TS 60079-32-1 para obtener orientación sobre la puesta a tierra (conexión a tierra).

La industria ahora está familiarizada con los diferentes tipos de PROTECCIÓN estática FIBC conocida como Tipo C y Tipo D. Tal vez menos bien conocido es cómo los diferentes tipos son probados y certificados para un uso seguro en entornos inflamables peligrosos. Tipo C FIBC, que se basan en un camino conductor a tierra para disipar de forma segura la carga electrostática se puede probar midiendo la resistencia eléctrica. Sin embargo, hasta hace poco los fabricantes tenían sus propias formas de hacer esto, algunos de los cuales no eran del todo adecuados. Por ejemplo, un método comúnmente utilizado consistía en colocar el FIBC plano sobre una mesa y medir la resistencia de la superficie de la tela utilizando una disposición de electrodos de un electrodo cilíndrico rodeado por un electrodo de anillo. Si bien se trata de una disposición estándar para muchas aplicaciones textiles, es de uso limitado para mediciones en FIBC. La disposición del electrodo sólo mide a través de un área pequeña de tela, por lo que sólo se puede utilizar para confirmar que las pequeñas áreas de tela son suficientemente conductivas. Tal acuerdo no puede determinar la integridad de las conexiones terrestres a lo largo de toda la FIBC. Incluso si las mediciones se realizan con electrodos ampliamente espaciados, es decir, mediciones de resistencia punto a punto, el hecho de que el FIBC esté acostado sobre una mesa puede causar conexiones que no estarían allí cuando el FIBC se abre y se llena de producto.

Las pruebas de tipo D FIBC fueron aún más irregulares. A diferencia de la fiBC de tipo C, donde el mecanismo de disipación de carga está directamente relacionado con una cantidad física única y medible, es decir, resistencia, no existe tal relación para el tipo D FIBC. La disipación de carga en el tipo D FIBC es el resultado de un proceso que depende de parámetros geométricos y eléctricos. En consecuencia, los laboratorios de ensayo utilizaron una variedad de mediciones en un intento de determinar el rendimiento de la seguridad. Se utilizaron mediciones como el potencial de superficie, el tiempo de decaimiento de carga, la transferencia de carga, etc. El problema era que ninguna de estas mediciones podía responder realmente a la pregunta fundamental de si el FIBC sin conexión a tierra podía utilizarse o no en entornos inflamables sin producir descargas incendiarias. Por lo tanto, era casi imposible para los usuarios finales tomar una decisión significativa sobre la seguridad de la FIBC tipo D, o de hecho cómo una FIBC en comparación con otros.

Las pruebas de encendido se han convertido en el procedimiento de prueba preferido para el tipo D FIBC. El principio detrás de las pruebas de ignición es cargar un FIBC, presentar una atmósfera inflamable y tratar de provocar una descarga electrostática. Varios laboratorios de pruebas ofrecen pruebas de ignición, pero hay variaciones en sus parámetros y condiciones de prueba. Un FIBC que pasó en un laboratorio puede haber fallado en otro.

IEC 61340-4-4 – El estándar para probar FIBC de protección estática
En 1999, el Comité Técnico de Electrostática (CEI) sobre Electrostático (TC 101) puso en marcha un proyecto para estandarizar los procedimientos de ensayo para la protección estática FIBC. El proyecto culminó con la publicación en 2005 de la Norma Internacional IEC 61340-4-4:2005 Electrostática – Parte 4-4: Métodos de prueba estándar para aplicaciones específicas – Clasificación electrostática de contenedores a granel intermedios flexibles (FIBC). Esta importante Norma Internacional especifica los procedimientos de prueba para FIBC que deben basarse (Tipo C) y aquellos para los que no es necesaria la conexión a tierra (Tipo D). El procedimiento de prueba especificado para fiBC de tipo C se basa en mediciones de resistencia y se especifican pruebas de encendido para FIBC de tipo D. Además, para estas pruebas, el tejido utilizado en la construcción de fiBC tipo C y tipo D debe ser probado para determinar la tensión de avería. La tensión de descomposición inferior a 6 kV garantiza que FIBC no pueda generar descargas de cepillo de propagación altamente energéticas.

Pruebas para el tipo C
El procedimiento de medición de resistencia para fiBC de tipo C requiere que el FIBC se suspenda de sus bucles de elevación como lo haría en funcionamiento normal. Se realizan mediciones entre la conducción de hilados y cada uno de los puntos de unión a tierra designados. Las pruebas de esta manera aseguran no sólo que la tela esté conduciendo lo suficiente, sino también que haya continuidad eléctrica en toda la FIBC. Las mediciones se realizan tanto a baja humedad (20 a 5 % de humedad relativa) como a una humedad elevada (60 a 10 % de humedad relativa). El tipo C FIBC sólo puede calificarse bajo IEC 61340-4-4:2005 si todos los valores de resistencia medidos son inferiores a 108o,y la tensión de descomposición es inferior a 6 kV.

Pruebas para el tipo D
Los dos parámetros principales que definen el desafío de las pruebas de encendido es la corriente de carga, es decir, la cantidad de carga que se entrega al FIBC bajo prueba, y la energía de encendido mínima (MIE) del gas de desafío, es decir, lo fácil que es encenderse. Antes de la introducción de la IEC 61340-4-4:2005, las corrientes de carga utilizadas por algunos laboratorios de prueba eran bastante bajas, a menudo inferiores a 1 oA (microamperio). La razón detrás de esta elección de la corriente de carga era que era suficiente para causar el encendido de un FIBC protector no estático simple (es decir, tipo A). Sin embargo, las pruebas con corrientes de carga tan bajas sólo pueden mostrar que un FIBC es algo mejor que un FIBC de tipo A. Para ser calificado como seguro, FIBC debe ser desafiado con una corriente de carga que sea representativa del peor caso que pueda encontrarse en la práctica. Los datos de los usuarios finales confirman que 3 a es una mejor representación de la corriente de carga más alta que se encuentra en las operaciones de manipulación de FIBC. Se utilizó un argumento similar para definir el MIE del gas de impugnación. El vapor de disolvente más fácilmente inflamable que puede utilizarse en las operaciones de manipulación de FIBC es el metanol calentado por encima de la temperatura ambiente, que tiene un MIE de aproximadamente 0,14 mJ. Este es el valor especificado para las pruebas de ignición en IEC 61340-4-4:2005, aunque se logra mediante el uso de una mezcla de etileno en el aire del 5,4%. La mezcla de gas, el caudal y los medios de control se especifican en la norma IEC para garantizar la precisión, reproducibilidad de los resultados de las pruebas y la simulación de la gama de entornos a los que está expuesto el FIBC.
El procedimiento para las pruebas de ignición consiste en llenar el FIBC sometido a prueba con pellets de polipropileno de un rango de tamaño especificado en el que se inyecta la carga a una velocidad de -3 oA. La polaridad negativa se utiliza porque los datos de investigación predicen que las descargas electrostáticas de materiales cargados negativamente son más propensas a causar ignición que las de superficies cargadas positivamente. Para el tipo D FIBC, las pruebas se llevan a cabo con la FIBC completamente aislada del suelo. La carga de esta manera es una buena simulación de las operaciones reales de manejo de FIBC. A medida que la FIBC se llena con pellets cargados, se lleva una sonda de gas a un lado de la FIBC. La sonda de gas contiene un electrodo esférico conectado a tierra rodeado por una cubierta que dirige un flujo de gas inflamable delante del electrodo. Cualquier descarga electrostática que se genere cuando la sonda se acerque al FIBC pasará a través de la atmósfera inflamable localizada y si contiene suficiente energía causará la ignición. Si el FIBC bajo prueba es un Tipo D correctamente diseñado, entonces no se producirá ningún encendido. Sin embargo, para demostrarlo, la sonda de gas debe ser llevada a diferentes áreas que cubren todas las partes de la FIBC en múltiples enfoques. LA IEC 61340-4-4:2005 especifica que se deben realizar al menos 50 enfoques a cada lado de la FIBC, y al menos 10 enfoques adicionales para todos los demás paneles, boquillas y otros accesorios en la FIBC. Al igual que con las mediciones de resistencia, las pruebas de ignición deben realizarse a baja y alta humedad. También es un requisito de la norma IEC para las pruebas de ignición que se llevará a cabo en el tamaño más grande y más pequeño de FIBC de un diseño en particular. En un FIBC típico, se deben realizar unos 400 a 500 enfoques de sonda de gas. Si alguno de estos enfoques da lugar a un encendido, entonces se considera que el FIBC ha fallado. El tipo D FIBC sólo puede calificarse bajo IEC 61340-4-4:2005 si no se produce ninguna ignición durante las pruebas de encendido, y la tensión de avería es inferior a 6 kV.

Etiquetado
Además de especificar los procedimientos de prueba y los requisitos de rendimiento, IEC 61340-4-4:2005 también especifica cómo se debe etiquetar FIBC que han sido calificados de acuerdo con la norma.

Calificación
Sólo FIBC que han sido calificados exactamente de acuerdo con los procedimientos especificados en IEC 61340-4-4:2005 pueden ser etiquetados legítimamente como tales. FIBC que no han sido probados en estricta conformidad con la norma IEC no puede ser etiquetado de esta manera. La calificación según la norma IEC 61340-4-4:2005 debe estar respaldada por informes de prueba que cumplan con todos los requisitos de la norma. Los informes de pruebas más antiguos, incluso si los procedimientos de prueba son similares a los especificados en la norma, no se pueden utilizar legítimamente para apoyar la calificación de la norma IEC 61340-4-4:2005. Esto se debe a que los procedimientos de prueba más antiguos pueden no implicar los rigurosos requisitos de control y calibración especificados en el estándar IEC, y pueden no producir resultados equivalentes. Por lo tanto, es importante al comprobar los informes de pruebas asegurarse de que toda la información se notifica de acuerdo con la norma IEC. Esto incluye detalles específicos de los parámetros y condiciones de prueba, que para las pruebas de ignición deben incluir, temperatura y humedad relativa, tasa de llenado, corriente de carga, composición de gas, caudal de gas, MIE y número y ubicación de los enfoques de la sonda de gas. A continuación se muestra un resumen de los parámetros y condiciones de prueba especificados en LA norma IEC 61340-4-4:2005:

Temperatura / Humedad: a) 23 a 2 oC y 20 a 5 % de humedad relativa; b) 23 a 2 oC y 60 a 10 % de humedad relativa
Tasa de llenado: 1,1 a 0,1 kg/s
Corriente de carga: 3,0 a 0,1 oA (polaridad negativa)
Composición de los gases: 5,4 x 0,1 % de etileno (aire de equilibrio)
Caudal de gas: 0,21 a 0,04 l/s
Energía de encendido mínima: 0,14 a 0,01 mJ
Número de aproximaciones de sonda de gas: al menos 200 en cada nivel de humedad

FIBC no estándar
Existe en el mercado hoy en día FIBC que se venden como TIPO D FIBC pero no cumplen con los requisitos de IEC 61340-4-4:2005. Algunos de estos FIBC existían antes de que se publicara la norma y sus fabricantes no han mejorado sus diseños para cumplir con el estándar. Otros han sido diseñados en un intento de conseguir alrededor de la norma. El propósito de cualquier norma es establecer niveles mínimos aceptables de rendimiento sin imponer una carga indebida a los fabricantes. En el caso de IEC 61340-4-4:2005, el propósito es establecer un nivel mínimo de seguridad para garantizar que FIBC probado utilizando los métodos especificados y el cumplimiento de los requisitos de rendimiento especificados se califiquen como seguros para su uso en una amplia gama de industrias. Los métodos de prueba y los valores límite asociados fueron establecidos por un comité internacional de expertos que abarcaba fabricantes de FIBC, laboratorios de pruebas, ingenieros de seguridad de procesos y usuarios finales de FIBC. Es justo decir que IEC 61340-4-4:2005 representa el estado actual del conocimiento en cuanto a lo que constituye un FIBC de protección estática segura. Por lo tanto, es necesario tener mucha precaución al considerar FIBC que no cumple con la norma IEC.

Algunos fabricantes de FIBC han tratado de inventar su propia clasificación y etiquetar su FIBC como D+, Dplus, CD, etc. Hacen afirmaciones en el sentido de que su FIBC es de tipo C que no necesita ser conectado a tierra, o son de tipo D con conexión a tierra. Para empezar, ninguna de estas designaciones está reconocida en ninguna norma nacional o internacional. Los requisitos para la clase C FIBC están claramente definidos en IEC 61340-4-4:2005. Para que un FIBC tipo C cumpla con el estándar de seguridad requerido, la resistencia al suelo debe ser inferior a 108oy la FIBC debe estar conectada a tierra durante las operaciones normales. Si la resistencia a la tierra es superior a 108o,el FIBC no puede describirse legítimamente como Tipo C. Si se utiliza un FIBC de tipo C sin una conexión a tierra adecuada, se producirán chispas incendiarias. Los requisitos para la clase D FIBC también están claramente definidos en el IEC; deben pasar la prueba de ignición especificada sin estar conectados a tierra. Si un FIBC necesita ser conectado a tierra para pasar la prueba de encendido estándar IEC, entonces no puede ser descrito legítimamente como Tipo D. Lógicamente, si un FIBC no puede cumplir con los requisitos básicos de seguridad del Tipo D, es absurdo describirlo como D+. El uso de clasificación no estándar en FIBC es un truco de marketing transparente para FIBC que no cumple con las normas de seguridad reconocidas.

Cómo identificar FIBC calificado según IEC 61340-4-4:2005
Existen tres componentes para determinar si un FIBC ha sido calificado según IEC 61340-4-4:2005:-
1) Una etiqueta en la FIBC que contenga al menos la información especificada en IEC 61340-4-4:2005;
2) Un informe de prueba que muestra los resultados de las mediciones de voltaje de avería (Tipo C y Tipo D) y mediciones de resistencia (Tipo C) o pruebas de ignición (Tipo D);
3) Un certificado de prueba que confirma que la FIBC cumple con todos los requisitos de IEC 61340-4-4:2005. Esto puede ser un certificado separado o incorporado como parte del informe de prueba.
Un informe de prueba válido debe contener detalles de todos los parámetros y condiciones de prueba relevantes especificados en IEC 61340-4-4:2005 y una descripción completa del FIBC bajo prueba. Si se proporciona un certificado de prueba independiente, el informe de prueba en el que se basa debe estar disponible para la inspección. Hay ejemplos de certificados de prueba que implican que las pruebas se realizaron de acuerdo con IEC 61340-4-4:2005, pero cuando se inspeccionan los informes de prueba está claro que hay una desviación significativa de los procedimientos especificados que hacen que el informe de prueba sea inválido como medio de apoyar la calificación a IEC 61340-4-4:2005.

Prueba y Certificación CROHMIQ® Tipo de Protección Estática D FIBC
Texene LLC es la única empresa en la industria FIBC que posee y opera su propia instalación de pruebas FIBC de última generación que está diseñada y construida para cumplir con los requisitos exactos de IEC 61340-4-4:2005. La instalación de pruebas se utiliza para calificar FIBC hecho de CROHMIQ® Static Protective FIBC Fabrics, para pruebas de control de calidad, y para apoyar el Programa de Certificación de Seguridad Continua de Texene™ (CSC). El Programa CSC es un servicio único y gratuito proporcionado por Texene a los usuarios de CROHMIQ® Static Protective Type D FIBC. La primera etapa de la CSC es la calificación inicial de seguridad. Cada diseño de CROHMIQ® FIBC se prueba según IEC 61340-4-4:2005 antes de enviar el primer envío al cliente. La calificación inicial se logra probando 3 muestras de cada diseño fiBC; cada uno debe pasar. Se proporciona al cliente un informe de prueba completo y un certificado de prueba de resumen. La segunda etapa del CSC es la recalificación continua de CROHMIQ® FIBC. A intervalos regulares acordados con el cliente, por ejemplo, cada seis meses, o cada 10.000 FIBC entregados, el cliente envía una muestra de cada croHMIQ® diseño de FIBC a Texene para su recalificación. Las pruebas se realizan de nuevo de acuerdo con IEC 61340-4-4:2005 y se proporciona al cliente un certificado de resumen y un informe de prueba completo para cada prueba de recalificación.

CROHMIQ® FIBC son utilizados en todo el mundo por las principales empresas como parte esencial de su regulación de los peligros electrostáticos. Gracias a su excelente historial de seguridad, CROHMIQ® FIBC son ampliamente reconocidos como la solución más segura y rentable para controlar la electricidad estática en las operaciones de manipulación de FIBC.
Para obtener más información sobre los tejidos CROHMIQ® FIBC, visite www.crohmiq.com.